Vật liệu 06Cr23Ni13
Vật liệu 06Cr23Ni13 là gì?
Vật liệu 06Cr23Ni13 là một loại thép không gỉ austenitic cao cấp, thuộc nhóm thép crom–niken với hàm lượng crom (Cr) khoảng 23% và niken (Ni) khoảng 13%, đồng thời chứa hàm lượng carbon cực thấp (≤ 0.06%). Sự kết hợp này giúp thép có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn vượt trội, đặc biệt trong môi trường nhiệt độ cao hoặc môi trường có tính oxy hóa mạnh như không khí, khí đốt, hơi nước và một số loại acid.
Loại thép này có cấu trúc austenitic ổn định, giúp duy trì độ dẻo dai và khả năng gia công cơ khí tốt ngay cả khi làm việc ở điều kiện khắc nghiệt. Nhờ đó, 06Cr23Ni13 thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu khả năng chịu nhiệt, chịu ăn mòn và ổn định cơ tính lâu dài như: thiết bị trao đổi nhiệt, ống dẫn khí nóng, buồng đốt, tấm lót lò, và chi tiết trong ngành hóa dầu.
Tương đương quốc tế:
- AISI 309, SUS309, X6CrNi23-13 theo tiêu chuẩn ASTM, JIS, DIN.
Thành phần hóa học của vật liệu 06Cr23Ni13
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hàm lượng (%) |
|---|---|---|
| Carbon | C | ≤ 0.06 |
| Silicon | Si | ≤ 1.00 |
| Mangan | Mn | ≤ 2.00 |
| Phospho | P | ≤ 0.035 |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.030 |
| Crom | Cr | 22.0 – 24.0 |
| Niken | Ni | 12.0 – 15.0 |
| Sắt | Fe | Còn lại |
Phân tích vai trò các nguyên tố:
- Cr (Crom): Tăng khả năng chống oxy hóa và ăn mòn ở nhiệt độ cao.
- Ni (Niken): Ổn định pha austenitic, cải thiện độ dẻo và độ bền.
- C (Carbon thấp): Giúp giảm nguy cơ kết tủa cacbit crom, tăng tính hàn và khả năng chống ăn mòn liên kết hạt.
- Mn, Si: Tăng khả năng khử oxy trong quá trình luyện và cải thiện khả năng gia công cơ học.
Tính chất cơ lý của vật liệu 06Cr23Ni13
| Thuộc tính | Giá trị trung bình |
|---|---|
| Giới hạn bền kéo (MPa) | ≥ 590 |
| Giới hạn chảy (MPa) | ≥ 220 |
| Độ giãn dài (%) | ≥ 40 |
| Độ cứng (HB) | ≤ 187 |
| Tỷ trọng (g/cm³) | 7.93 |
| Nhiệt độ nóng chảy (°C) | 1380 – 1420 |
| Hệ số giãn nở nhiệt (20–100°C) | 17.5 × 10⁻⁶ /K |
| Dẫn nhiệt (W/m·K, 100°C) | 15.0 |
Đặc điểm nổi bật:
- Chống oxy hóa tốt đến 1050°C trong môi trường không khí và khí đốt.
- Giữ được độ bền và dẻo dai cao ở cả nhiệt độ thấp và cao.
- Không từ tính ở trạng thái ủ, có thể xuất hiện từ tính nhẹ sau khi biến dạng nguội.
- Khả năng gia công, hàn và định hình tốt như các loại thép không gỉ austenitic khác.
Ưu điểm của vật liệu 06Cr23Ni13
- Khả năng chống oxy hóa tuyệt vời ở nhiệt độ cao:
Vật liệu có thể làm việc lâu dài ở nhiệt độ 980–1050°C mà không bị giòn hoặc bong lớp oxit. - Chống ăn mòn tốt trong môi trường hóa chất:
Chịu được acid nitric, acid hữu cơ và dung dịch kiềm loãng. - Tính hàn và gia công cao:
Dễ dàng hàn TIG, MIG hoặc hồ quang tay, không cần xử lý nhiệt sau hàn. - Ổn định tổ chức austenitic:
Giúp duy trì độ dẻo dai và không bị chuyển biến pha ở nhiệt độ thấp. - Thích hợp cho môi trường khắc nghiệt:
Chịu được khí lò, hơi nóng, dầu đốt, môi trường oxi hóa mạnh và cả chu kỳ nhiệt thay đổi liên tục.
Nhược điểm của vật liệu 06Cr23Ni13
- Chịu ăn mòn kẽ hở kém trong môi trường có ion Cl⁻ cao như nước biển.
- Không phù hợp làm việc trong môi trường khử mạnh (ví dụ môi trường chứa hydro sunfua).
- Độ dẫn nhiệt thấp hơn thép carbon, gây khó khăn khi gia công cắt gọt ở tốc độ cao.
- Giá thành cao do hàm lượng Ni và Cr lớn, chi phí luyện kim cao.
Ứng dụng của vật liệu 06Cr23Ni13
1. Ngành công nghiệp năng lượng và nhiệt điện
- Buồng đốt, tấm chắn nhiệt, ống dẫn khí nóng.
- Tấm bảo vệ trong lò đốt hoặc lò sấy công nghiệp.
2. Ngành hóa chất và dầu khí
- Bồn chứa acid nitric, thiết bị trao đổi nhiệt, ống dẫn hóa chất nóng.
- Thiết bị trong nhà máy lọc dầu, hóa dầu, nơi có môi trường oxy hóa mạnh.
3. Ngành cơ khí chế tạo
- Các chi tiết chịu nhiệt trong lò nung, khuôn gia nhiệt, khuôn ép nhựa chịu nhiệt cao.
- Bộ phận của máy đốt, ống xả động cơ, đầu đốt công nghiệp.
4. Ngành hàng hải và xử lý khí
- Ống xả tàu biển, bộ phận trao đổi nhiệt khí nóng.
- Các thiết bị làm việc xen kẽ giữa môi trường nóng và ẩm.
5. Ngành xây dựng và vật liệu chịu nhiệt
- Dùng làm vật liệu lót lò công nghiệp, khung chịu nhiệt và cấu trúc kim loại chịu tải trong môi trường trên 900°C.
Quy trình nhiệt luyện vật liệu 06Cr23Ni13
- Ủ dung dịch rắn (Solution Annealing):
Nhiệt độ: 1030 – 1150°C, làm nguội nhanh bằng nước hoặc khí.
→ Mục đích: phục hồi tổ chức austenitic, loại bỏ ứng suất nội và hòa tan các pha cacbit. - Không nên ram ở vùng 450 – 850°C, vì dễ hình thành pha sigma (σ) gây giòn thép và giảm khả năng chống ăn mòn.
- Gia công nguội: có thể cán, uốn hoặc kéo ở trạng thái nguội; nếu biến dạng mạnh nên ủ để phục hồi cấu trúc.
Gia công và hàn vật liệu 06Cr23Ni13
Gia công cơ khí
- Sử dụng dao carbide hoặc HSS phủ TiAlN để tăng tuổi thọ dao và giảm bám phoi.
- Tốc độ cắt nên thấp hơn thép carbon để tránh biến cứng bề mặt.
Gia công nguội
- Dễ dàng cán, uốn, dập sâu, kéo sợi.
- Sau khi biến dạng mạnh nên ủ ở 1050°C để phục hồi độ dẻo.
Hàn
- Phương pháp hàn: TIG, MIG, hồ quang tay, plasma.
- Vật liệu hàn khuyến nghị: E309, ER309, E309L, ER309L.
- Không cần xử lý nhiệt sau hàn, chỉ cần làm sạch mối hàn bằng acid HNO₃ hoặc HF để tái tạo lớp thụ động.
So sánh 06Cr23Ni13 với các thép tương tự
| Vật liệu | Thành phần chính | Khả năng chịu nhiệt | Đặc tính nổi bật |
|---|---|---|---|
| 06Cr19Ni10 (304) | Cr 18%, Ni 10% | ≤ 870°C | Chống ăn mòn tốt, dễ hàn |
| 06Cr23Ni13 (309) | Cr 23%, Ni 13% | ≤ 1050°C | Chống oxy hóa nhiệt cao |
| 06Cr25Ni20 (310) | Cr 25%, Ni 20% | ≤ 1150°C | Chịu nhiệt cực tốt |
| 0Cr17Ni12Mo2 (316) | Cr 17%, Ni 12%, Mo 2% | ≤ 870°C | Chống ăn mòn Cl⁻ mạnh |
| 0Cr18Ni9Ti (321) | Cr 18%, Ni 9%, Ti | ≤ 870°C | Ổn định cấu trúc sau hàn |
Kết luận: 06Cr23Ni13 nằm giữa 304 và 310 về khả năng chịu nhiệt, là lựa chọn tối ưu cho môi trường oxy hóa ở 950–1050°C.
Thị trường và nguồn cung vật liệu 06Cr23Ni13 tại Việt Nam
Tại Việt Nam, vật liệu 06Cr23Ni13 đang được sử dụng rộng rãi trong ngành năng lượng, dầu khí, hóa chất và cơ khí chịu nhiệt. Nhu cầu tăng mạnh do mở rộng các nhà máy lọc hóa dầu, nhà máy nhiệt điện và cơ sở sản xuất thiết bị chịu nhiệt.
Các nhà cung cấp chính nhập khẩu từ Trung Quốc, Nhật Bản, Đức và Hàn Quốc. Trong đó, Công ty TNHH MTV Vật Liệu Titan là đơn vị uy tín chuyên cung cấp, cắt lẻ và gia công CNC theo yêu cầu khách hàng, kèm đầy đủ chứng chỉ CO-CQ.
Kết luận
Vật liệu 06Cr23Ni13 là loại thép không gỉ austenitic chịu nhiệt cao, có khả năng chống oxy hóa mạnh và giữ vững cơ tính ở nhiệt độ lên đến 1050°C. Với thành phần hợp kim tối ưu gồm 23% Cr và 13% Ni, đây là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong lò công nghiệp, thiết bị trao đổi nhiệt, ống dẫn khí và các chi tiết cơ khí hoạt động lâu dài trong môi trường nhiệt độ cao.
Nhờ khả năng chịu nhiệt – chống oxy hóa – độ dẻo cao, vật liệu này đang dần trở thành giải pháp thay thế kinh tế và hiệu quả cho các loại thép chịu nhiệt truyền thống trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.
CÔNG TY TNHH MTV VẬT LIỆU TITAN
Chuyên cung cấp thép hợp kim chế tạo: 2322, 34CrNiMo6, 42CrMo4, 40Cr, SKD11, P20…
Cắt lẻ theo yêu cầu, hỗ trợ gia công CNC và có đầy đủ chứng chỉ CO-CQ.
Địa chỉ: 133/14/5 Bình Thành, P. Bình Hưng Hòa B, Q. Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 0909 246 316
Website: www.vatlieucokhi.net
THÔNG TIN LIÊN HỆ
| Họ và Tên | Nguyễn Đức Bốn |
| Số điện thoại - Zalo | 0909.246.316 |
| vatlieucokhi.net@gmail.com | |
| Website: | vatlieucokhi.net |

